如何学习入门的游戏编程

以下一篇是以服务器为例的，希望对你有帮助。

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学习游戏服务器编程基础篇

姜雪伟

前段时间，一直给开发者灌输学习3D游戏引擎技术，包括游戏底层数据结构封装，算法与游戏实战技术分享视频课程，以及编写了一些使用算法解决游戏实际问题等等方面的文章。再给读者介绍3D游戏引擎的同时，也有人问我关于如何学习游戏服务器编程技术，其实我也喜欢游戏服务器编程。在游戏开发过程中，游戏服务器开发的工作量相对客户端来说少的多，比如游戏开发后期客户端要调各种效果，更换UI等。当然网上关于开源的服务器代码也很多，在Github上能搜到很多代码，比如java的，C#的，C++的，C的，erlang，python等等，很多人为此比较迷惑不知道到底该学习那种编程语言。服务器编程开发也是随着地区不同而不同，IT行业发展的中心是北京，上海，广州，它们对于游戏服务器编程语言的需求也是不同的，北京偏向于java语言编程，上海偏向于C++语言编程，广州偏向于erlang编程，这个也是告诉开发者，如果想去不同的地方可以根据需求有针对性的学习。本篇文章就是告诉读者如何学习游戏服务器编程开发？

我本人还是喜欢C++编程，其实语言只是一方面，原理还是要清楚的，下面我谈谈学习服务器编程的一点体会。

学习游戏服务器编程也要分阶段的，先把基础学习好，编程语言是必须具备的，可以学习java，C＋＋，C＃，erlang任意一种要熟练掌握，还是以C＋＋为例，游戏编程中经常会使用一些宏定义或者模版定义，开发者要知道宏定义的含义以及模版定义的含义。服务器开发中经常会使用STL模版中的对象，比如Map，Dictionary，List，Vector等等。网上有很多学习资料，另外在这里还是要谈到数据结构，不论在客户端开发还是在服务器端开发，数据结构都会用到，比如哈希表，二叉树，队列，堆栈等等，以上提到的是关于语言方面必须具备的。

语言基础掌握牢固的，可以直接略过这一阶段的学习，直接学习第二阶段，关于网络通信协议，比如我们TCP／IP协议一共分七层，各个层的作用是什么？服务器传输有几种常用的协议分别是TCP协议，UDP协议，还有Web使用的>

应用层：TFTP，>

传输层：TCP，UDP

网络层：IP，ICMP，OSPF，EIGRP，IGMP

数据链路层：SLIP，CSLIP，PPP，MTU

通过上面列举的点，我们知道了各个层都有哪些通信协议，当然各个层不是孤立存在的，它们之间是有关系的，在计算件原理中也有这方面的介绍，这里借用网上的图给读者展示如下：

应用层主要是我们自己程序处理的，它可以通过传输层和网络层进行消息的传输，将上图再进一步细分如下所示：

通过上图可以很清晰的看到TCP／IP协议组的组成，具体大家可以查看大学课程《计算机原理》。这些基础的通信协议掌握了后，接下来就要掌握Socket套接字了。socket是在应用层和传输层之间的一个抽象层，它把TCP/IP层复杂的 *** 作抽象为几个简单的接口供应用层调用已实现进程在网络中通信。

Socket套接字是通信的最基本方式，在游戏中的服务器和客户端之间通信，以游戏登录为例，客户端先创建Socket，然后把玩家的用户和密码以及登录服务器的IP地址，端口号这些数据写入到Socket中传送到服务器端，服务器会做监听，接收到消息后，打开读取Socket信息进行处理比如验证信息的正确性，然后服务器创建Socket，把传送给客户端的消息写入到Socket，发送给客户端，客户端也会做监听 *** 作，客户端接收到消息后，客户端打开Socket，读取消息。客户端和服务器之间的通信方式如下所示：

在TCP／IP协议中有三次握手，通过三次握手可以建立一个可靠连接，效果如下图所示：

三次握手在服务器端程序员面试中，经常被提到，掌握了TCP／IP协议后，接下来进入实兵演练阶段，也看看自己对网络这块掌握程度。以Unity为例，可以学习TNet超轻量级的网络传输，因为它没有数据库，但是可以很好的验证学习的TCP协议以及Socket套接字，自己可以在此基础上再尝试做一些消息传递，最后要学习一下服务器存储所需要的数据库MySql。

学习数据库的安装，数据库 *** 作比如新建表，插入数据，删除数据，读去数据等，掌握数据库后，接下来就需要通过游戏服务器编程对它进行 *** 作了，建议先学习网上的PhontonServer，它是使用C＃编写的，方便开发者学习，另外它提供了Unity实现的Demo，开发者可以调试连接，从而熟悉Mysql。

以上这些知识也是作为服务器开发者必须掌握的，掌握了这些技术后，继续提升的最好方法是去公司跟着项目走，在后面章节还会给读者介绍关于如何架设真正的游戏服务器以及知名IT游戏公司的服务器架构设计以及服务器负载均衡的设计，最终会介绍如何搭建全球同服服务器。

嗯嗯，游戏引擎发展到今天，已经是一个产业化需求比较泛化的软件体系。如果细分，按不同的细分维度会有很多不同的划分，比如按功能分可以分为物理引擎，渲染引擎，脚本引擎等，按平台分可以分为PC游戏引擎，HTML5游戏引擎，移动端游戏引擎等，按渲染类别分2D引擎，3D引擎等。

再比如对于网游，又分客户端引擎和服务器引擎；服务器引擎的架构游戏类型、负载需求息息相关，架构本身和技术基础组件选型（ *** 作系统、开发语言、网络库、数据库、运维工具、运营后台等）相关联，比较灵活。

按问题要求，猜测楼主问的是通用跨平台客户端引擎，参考对象是Unity，Unreal，CocosCreator等。先提取游戏引擎典型的核心功能如下：

渲染：实现画面的展示

物理：实现物理世界的抽象和表现

音频：实现声音的播放处理

网络：实现联网功能

游戏编程接口：讲游戏引擎能够提供的接口以API形式暴露给开发者

配套的集成开发环境（IDE）：实现可视化场景编辑、组织，可视化物理编辑，可视化UI布局，资源的使用等

调试功能：提供便捷的方式以便开发者对游戏功能进行测试和debug，优化性能。

打包发布功能：生成最终的游戏的exe，app，apk等等可执行（可运行）文件

插件扩展功能：提供给高级开发者的对引擎自身功能增强的功能接口

其它功能：如Unity有service，可以集成平台数据统计、自身的视频广告等功能。

然后逐一略叙实现方式，强调一下，最好参照业内的经过广泛验证的引擎去了解，例如Unity；如果想知道更多细节，可以先使用一下主流引擎。

1渲染：为了跨平台，一般会选用跨平台的图形标准库底层如OpenGL，基于底层库再构建上层渲染框架，如精灵（Sprite），GUI，3D模型的渲染，shader扩展等。

2物理：物理引擎对运算性能要求比较高，而且底层功能的测试需要耗费大量精力，所以通常采用成熟的物理引擎，例如Havok，PhysX,Bullet,cannonjs等。

3音频：通常会采用业内成熟方案，如开源的OpenAL、FMOD、HTML5平台自身的Audio功能等。一般来说，非音乐类游戏对音频功能的需求相对不会太复杂，主要是靠专业软件提供音效文件(mp3,wma等），游戏中解析因小文件，处理声音播放，音量大小调整等。

4网络：提供联网的功能，按需提供TCP，UDP，>

5游戏编程接口：这就是提供给开发者的API的组织。确定引擎提供给开发者用什么语言编程，怎么使用、音视频资源、3D模型等，怎么提供接口和游戏运行时环境（电脑、手机）交互等。

6配套的集成开发环境（IDE）：易用的可视化开发工具，如拖拽布局、拖拽游戏资源的使用、代码编辑、集成调试打包功能等。这一块是游戏引擎开发工作量的大头，涉及用户（游戏开发者）密集使用的交互接口，要尽可能满足高效、易用。一般来说如果不是特别有能力驾驭，最好现成的采用跨平台的应用程序开发方案，比如CocosCreator采用electron框架。

7调试功能：提供查看FPS，跟踪代码运行，Profile，网络信号模拟，分辨率模拟设置，硬件设备模拟（手机）预览游戏等。建议游戏运行时与编辑器使用同一套或者大致一样的渲染和资源接口（例如Unity），这样方便降低调试和运行结果大相径庭的情况。

8打包发布功能：简单处理可以生成要打包的对应平台的工程，比如android平台生成AndroidStudio工程，ios平台生成xcode工程，注意资源、代码库的引用关系，配置文件的有效性、一致性，编译速度等。

9插件扩展功能：人力因时而穷，引擎功能不必强求一开始就大而全，可以将引擎整体设计为一个易扩展、易修改的结构，提供相应接口暴露给开发者，群策群力迭代和改进游戏引擎。

10其它功能：这一块可以根据自身引擎特点来进行添加，比如现在主流的几大引擎都有提供官方继承的资源商店、数据统计等服务接口。

真正可用的引擎的实现是一个系统而复杂的工程，有很多脏活累活需要考虑在里头，平台兼容性、性能、效果、易用性、鲁棒性、文档编写需要耗费巨量的心力；

如果是个人兴趣了解，可以根据上述内容再延伸查询相关内容，也欢迎随时交流。

如果是想做个娱乐引擎可以随意玩，技术如诗，越撸越痴；

如果是想创造一个伟大的引擎，请收下我的膝盖。

现在的游戏使用的硬件接口基本有两种，一个是DirectX，另一个是OpenGL,OpenGL只是2D3D图形图像接口，没有其它功能，DirectX则是一个全套的多媒体接口，包括2D3D图像、视频、音频、网络、输入设备等等，专为游戏制作开发。两个发展都很迅速，不断添加新的功能，并由硬件实现。游戏引擎的任务就是封装这些底层硬件加速接口的细节，并给游戏设计人员提供完善的实现游戏所需功能的接口。想要写一个引擎，首先得知道引擎是什么样，可以参考发布的引擎，有简单的非商业的，也有功能强大复杂的商业的。推荐你看看出名的2D引擎HGE，速度非常快，简单易用，引擎中包含源代码。